本发明涉及棒材轧制技术领域，公开了一种基于热膨胀系数和尺寸公差要求的棒材尺寸优化方法，检测统计各钢种的热膨胀系数γ；建立产品尺寸公差接口表，将产品尺寸公差要求网格化存储；测径仪数据结合钢种的热膨胀系数，求出修正后的冷态棒材尺寸；根据轧制规格和尺寸公差要求，计算出目标尺寸和不圆度；计算钢种的收得率；结合每支铸坯实际长度和定尺长度，设计连铸坯最优目标直径。本发明以测径仪数据为基础，引用不同钢种的热膨胀系数，结合网格化产品直径公差要求，优化棒材直径，以准确的棒材直径数据为基础，根据产品尺寸公差要求，计算钢种的收得率，结合每一支铸坯的实际长度，设计出最优目标直径，提高定尺率和成材率。